岩土工程师辅导:岩溶地区地基处理及桩基施工技术
来源:优易学  2011-1-28 13:32:43   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

 

  4、成孔工艺 
  对流砂岩溶地区桩基成孔,只有全套管钻机或冲击钻机适用,普通旋转钻机不能处理溶洞,且对洞底坚硬灰岩层钻进困难,极易损坏钻头,经综合考虑,确定为冲击钻冲击成孔,利用冲击锤尽力冲击,在砂层或溶洞处冲砸、挤压泥石,填塞孔洞形成泥石护壁。 
  (1)在砂层、回填土、软塑粘土层和卵石层钻进时,采用小冲程(50~75 厘米),并提高泥浆的粘度和相对密度,抛填小片石反复冲击。尤其护筒底脚下2~4m范围内,应认真施工,使孔壁坚密不塌不漏。此时施工应缓慢渐进,桩孔上部护壁相当于建筑物的基础,如施工质量不好,向下钻进时稍遇问题,有可能整体坍塌。如土门桥33~37号桩,开工初期,施工人员对地质熟悉不够,急于求成,一天钻进10多米,结果遇溶洞时,稍微漏浆均出现不同程度的坍塌。 36号右2桩,在钻进28米左右遇溶洞,施工人员来不及处理,使整体坍塌,钻机倾覆,锤头被埋住。测量定位后,重新埋设护筒,配置锤头重新钻进,将近埋钻位置时,用铁管伸入孔中以高压水冲射,用吊车配合钻机提上锤头。前后处理时间长达37天。 
  (2)在岩溶层钻进时,应熟悉地质资料,作好准备,将钻至溶洞时,改用小冲程缓慢钻进,防止突然打穿溶洞顶板,造成卡钻,备足粘土、片石、袋装水泥等材料,漏浆时,马上回填,以小冲程反复冲砸,形成泥壁,堵塞洞内的通道,防止孔壁坍塌和泥浆流失。必要时提前对溶洞进行注浆处理。 
  汶河桥4号左2桩在钻至25米深时,遇溶洞,出现漏浆,立即向孔内回注浆液,同时用装载机配合,向孔内抛粘土13立方,片石9立方,回填到16米深度,止住了漏浆,用小冲程缓慢钻进,该桩施工共投入粘土28立方,片石20立方,用17天时间成孔。 
  土门桥42号右桩,桩址处有高达11米的大溶洞,半充填,右4桩孔施工中,大小塌孔达12次,共投入粘土160多方,片石107方,水泥20吨,用67天才成孔,经研究我们对右1、右2、右3桩孔,提前进行注浆填充,用21天时间,共注入水泥230吨,3个桩孔用56天时间成孔。 
  (3)因岩溶层地质复杂,洞内岩面高低不平,或一面有岩,一面悬空,容易造成卡钻和斜孔,此时必须抛填粘土、片石,用低冲程冲砸,反复循环,多次休整桩孔,保证冲孔质量。 土门桥26号左2、47号左1、左4、48号左2、左3桩孔均处于高差悬殊的岩石陡壁上,每个孔必须经过多次纠偏,才能成孔。28号左2桩自21米~35.8米处为陡峭的悬崖,每钻进1~2米便需抛填粘土、片石进行纠偏,共投入粘土120多方,片石80多方,历时35天才成孔。 
  5、卡钻、掉钻的预防和处理 
  在遇到探头石、落石、梅带孔、岩溶层的溶沟、溶槽或击穿溶洞顶板时,极易发生卡钻,此时应抛填片石,高频低程冲砸。如已发生卡钻,应仔细分析原因,不可妄动,以免造成越卡越紧或掉钻事故,当钻头可活动时,可上下提动钻头,并使钻头转动一个角度,反复尝试,有可能提出,或用吊车配合钻机,同时或交替提动,有时能将锤头提出。用小冲锤(以圆钢或钢轨焊接)在桩孔一侧冲击,并配合高压空气或高压水冲射,使卡点松动后提出钻头。必要时可试用水下爆破法,震松卡锤,吊车配合提出钻头。 
  汶河桥14号左1桩,土门桥17号左3桩,因溶洞原因形成探头石,锤头被卡住,我们用钢轨焊制重约1吨的小冲锤,查处卡点位置后,在桩孔一侧反复冲击,同时将胶管伸入孔内以高压水冲射,使卡点松动后提出锤头。 
  掉钻的原因主要是大锤的老化破断,或大绳与锤头连接不好,钻孔中应时常检查机具设备防止掉钻,如掉钻后立即打捞,根据不同情况,采用能够适宜的打捞工具。条件允许时,可采用潜水员潜入桩孔打捞,如汶河桥5号右2桩,因大绳破断,多次打捞无效后,请青岛海军部队的潜水员潜入桩孔,挂上锤头提出。 
  ——挖孔与钻孔桩相结合施工 
  K21+851分离立交,是最早开始钻孔施工的,0号台左2桩在钻至14米深左右,孔内泥浆快速下沉,不到1分钟的时间,泥浆漏完,孔壁坍塌,而后我们又在0号台右3、3号台左3分别进行钻孔,都是钻至14米左右,突然漏浆,造成塌孔。根据钻探资料表明,该处底下有暗河发育,经过研究,决定人工挖孔,用现浇混凝土护壁,在挖至12.5米时,遇到岩层,此时渗水量极大,每个孔中放4台水泵,水面基本不下降,经过反复商讨,重新架立钻机,实验性的施工3号台1桩,在钻至14.2米时出现漏浆现象,因护壁座设在硬基上,护壁质量较好,未造成坍塌,在抛填粘土、片石后重新钻进,出现漏浆后,再填再钻,如此反复冲砸5次,终于穿过渗透层,4天后钻至设计标高。该桩实验成功后,又调入了 3台钻机,经过2个月时间,24根桩全部施工完毕,此时全线还剩312根桩基。我们集合钻孔和挖孔人员,开会商讨,经过反复论证,逐孔分析,认为此种方法可行,只要保证混凝土护壁施工质量,加设足够钢筋,钻孔时,冲击锤避免碰撞孔壁,以混凝土护壁代替长护筒施工,在出现漏浆时,不至于出现桩孔整体坍塌。 
  土门桥20号、21号桩溶洞体积较大,上部为人工挖孔混凝土护壁,深度为 18~24米,下部采用冲击钻钻孔,在钻至27米时,出现漏浆,抛填粘土,片石重新冲砸,反复多次不能封堵,而且在20号钻孔时,发现21号浆面有反应,我们决定灌注砂浆封填溶洞,用M10砂浆,通过导管采用水下浇注从8个桩孔共灌进砂浆102立方米,7天后,重新钻进,只有20号左3出现漏浆现象,抛填粘土、片石后重新钻进成孔。 
  体会 
  1、岩溶地区桩基在设计或施工时,应该逐孔进行地质钻探,查明地质情况,为设计和施工提供详尽资料。 
  2、在厚层挖孔施工,采用现浇混凝土护壁,加设钢筋保证护壁质量,此法基本可行,但是挖孔施工遇到大量涌水时,操作困难。 
  3、在厚砂层和溶洞发育地段钻孔,上部砂层施工应缓慢钻进,反复冲砸,确保护壁质量,不可急于求进,防止下部岩溶层施工出现隐患。 
  4、溶洞处理用抛填粘土、片石,小冲程冲砸等方法,形成泥石护壁,堵塞空洞,岩溶层施工应做事到“提前预防,及时处理,根治彻底”。 
  5、对于厚砂层覆盖的岩溶地区桩基成孔,采用挖孔与钻孔相结合施工比较合适,以挖孔的混凝土护壁代替钻孔的长护筒。施工时,护壁内径比设计的桩径加大3~5厘米,其底部应设在粘土层或风化岩层中,钻孔施工遇到溶洞后出现漏浆,但不会造成大的坍塌,为处理溶洞提供了足够的时间。

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责任编辑:xiaohan

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